Отопительные регистры виды, расчет и изготовление своими руками

Стальные водогазопроводные трубы являются самым популярным металлопрокатом широкого применения. Кроме использования для прокладки коммуникаций в соответствии с названием, они успешно выполняют функции отопительных приборов. Из труб вгп изготавливают гладкие и ребристые регистры разной конфигурации, которые по эффективности теплоотдачи не уступают современным радиаторам. Они прекрасно подходят для транспортировки теплоносителя в системах с естественной циркуляцией, при этом попутно участвуя в обогреве помещений.

Устанавливая стальные водогазопроводные трубы для отопления, очень важно знать их основные характеристики. В первую очередь к ним относятся вес и коэффициент теплоотдачи. Тщательно выполнив предварительные расчеты, вы убережете себя от неожиданных сложностей при монтаже и обеспечите требуемый эффект при эксплуатации.

Расчет регистров из гладких труб

Стальные регистры отопления несложно сделать своими руками. Стоимость такой системы отопления будет зависеть от того, кто будет их варить. Если техникой сварки владеете сами, вариант — самый малобюджетный, если сварщику нужно будет платить, особой разницы в стоимости с недорогими алюминиевыми не будет.
При этом регистры будут занимать большие площади, чем стандартные отопительные приборы: из-за незначительной поверхности соприкосновения с воздухом эффективность у них невысокая. Увеличивают теплоотдачу, поставив более мощный насос, но есть ограничения по скорости из-за возможных шумов в системе. О том, как подобрать мощность насоса читайте тут.

Диаметры, как говорилось — от 32 мм до 100-150 мм. Большие размеры труб ведут к увеличению объема системы. При старте и разгоне системы это минус — пока нагреется теплоноситель, пройдет прилично времени. При работе большой объем — скорее плюс: более мягкие условия для котла. С другой стороны — при большом количестве теплоносителя регулировать температуру сложно.

Таблица теплоотдачи стальных труб разного диаметра для разных условий работы системы (кликните по картинке для увеличения ее размера)

Расстояние между двумя трубами в регистре маленьким быть не должно: так снижается теплоотдача. Потому их располагают на расстоянии не меньшем чем 1,5 радиуса. Количество рядов и длина регистра зависят от требуемой мощности, а также от диаметра выбранных труб. В общем случае (для средней полосы России, для помещений со средней теплоизоляцией и высотой потолков 3м) можно считать по теплоотдаче метра стальной трубы. Эти значения приведены в таблице. По ней вы сможете найти размер и количество регистров по площади помещения.

Теплоотдача одного метра стальных труб разного диаметра — для расчета регистра отопления по площади

Для расчета по тепловым потерям помещения есть усредненные данные по тепловой мощности погонного метра стальной трубы. Можно для стандартных условий использовать их. Если система работает на других температурах, требуется внести корректировки в большую или меньшую сторону.

Если эти таблицы вам не помогли, можно сделать расчет регистра по формуле.

Формула расчета регистров из стальных труб

Подставив соответствующие значения, вы найдете теплоотдачу одной труб при ваших условиях. Теплоотдача всех последующих (второй и более) будет чуть меньше. Найденное значение нужно умножить на 0,9. Так вы рассчитаете и сможете сделать регистр из гладких труб своими руками.

Полотенцесушители

В домах старой постройки полотенцесушители из стальных труб встречаются очень часто, ведь в большинстве случаев они были заложены проектом, причем почти до конца прошлого века врезались в систему на резьбе.

Не так давно стали применять циркулярные врезки в элеваторных узлах, которые обеспечивают стабильную горячую температуру прибора.

Поскольку нагревательные контуры в полотенцесушителях постоянно подвергались перепадам температур – то нагревались, то остывали – резьбовым соединениям было сложно выдержать такой режим, поэтому они периодически начинали подтекать.

Несколько позднее, когда прогрев этих приспособлений стал стабильным благодаря врезке в стояки отопления, проблема протечек стала не настолько актуальной. В то же время размеры змеевика стали намного меньше, в результате чего снизилась площадь теплоотдачи стальной трубы. Однако такой полотенцесушитель оставался теплым не только во время использования горячей воды, а постоянно.

Уменьшение теплоотдачи.

В целях энергосбережения, становиться актуальным уменьшение теплоотдачи труб на тех участках коммуникаций, которые не используются по назначению, например при переходе из одного здания в другое или в неотапливаемом помещении.

Для этого есть множество вариантов использования теплоизоляционных материалов. Производители представляют на выбор достаточно широкий ассортимент, начиная от дешевых стекловолоконных и заканчивая более дорогими типа пенополистирола. Можно приобрести трубы с уже встроенными в нее утеплительными элементами.

Подведя итог, делаем выводы, что использование подобных расчетов помогает существенно сэкономить и избежать многих технических препятствий при проектировании систем водо- и теплообеспечения.

Вообще-то вы отчаянный человек, если решились на такое мероприятие. Теплоотдача трубы, конечно же, поддается расчетам и существует великое множество работ по теоретическому расчету теплоотдачи различных труб.

Начнем с того, что если вы затеяли проводить в доме отопление своими руками, то вы человек упорный и целеустремленный. Соответственно, уже составлен проект отопления, выбраны трубы: либо это металлопластиковые трубы отопления либо стальные трубы отопления. Радиаторы отопления тоже уже присмотрены в магазине.

Но, прежде чем всё это приобретать, то есть на проектном этапе, необходимо произвести условно-относительный расчет. Ведь теплоотдача труб отопления, просчитанная в проекте – это залог теплых зим для вашей семьи. Здесь ошибаться нельзя.

Методы расчета теплоотдачи труб отопления

Почему делается обычно упор на расчет теплоотдачи именно труб отопления. Дело в том, что для радиаторов отопления производственного изготовления все эти расчеты сделаны, и приводятся в инструкциях по применению изделий. Исходя из них, вы спокойно можете рассчитать необходимое количество радиаторов в зависимости от параметров вашего дома: объем, температура теплоносителя и т.д.

Таблицы.

Это квинтэссенция всех необходимых параметров, собранных в одном месте. В Сети сегодня размещено великое множество таблиц и справочников для онлайн расчета теплоотдачи труб. В них вы узнаете, какова теплоотдача стальной трубы или чугунной трубы, теплоотдача полимерной трубы или медной.

Все, что необходимо при пользовании этими таблицами – знать начальные параметры вашей трубы: материал, толщина стенок, внутренний диаметр и т.д. И, соответственно, внести в поиск запрос «Таблица коэффициентов теплообмена труб».

В этот же раздел по определению теплоотдачи труб, можно отнести и использование мануальных Справочников по теплообмену материалов. Хотя, их все труднее и труднее находить, вся информация перекочевала в Интернет.

Формулы.

Теплоотдача стальной трубы считается по формуле

Qтр=1.163*Sтр*k*(Tводы – Твоздуха)*(1-кпд изоляции трубы),Вт где Sтр – площадь поверхности трубы, а к – коэффициент теплопередачи от воды к воздуху.

Теплоотдача металлопластиковой трубы рассчитывается по другой формуле.

Где — температура на внутренней поверхности трубопровода, °С; t

c -температура на наружной поверхности трубопровода, °С;
Q —
тепловой поток, Вт;
l
— длина трубы, м;
t
— температура теплоносителя, °С;
t
вз — температура воздушной среды, °С; a н — коэффициент наружной теплоотдачи, Вт/м 2 · К;
d
н — наружный диаметр трубы, мм; l — коэффициент теплопроводности, Вт/м К;
d
в
—
внутренний диаметр трубы, мм; a вн — коэффициент внутренней теплоотдачи, Вт/м 2 · К;

Вы прекрасно понимаете, что расчет теплопроводности труб отопления – величина условно-относительная. В формулы вносятся усредненные параметры определенных показателей, которые могут, и отличаются от реально существующих.

Например, в результате проводимых экспериментов выяснено, что теплоотдача полипропиленовой трубы, расположенной горизонтально, чуть ниже, чем у стальных труб того же внутреннего диаметра, на 7-8%. Именно внутреннего, так как у полимерных труб толщина стенки немного больше.

Многие факторы влияют на итоговые цифры, полученные в таблицах и формулах, именно поэтому всегда делается сноска «примерная теплоотдача». Ведь в формулах не учитываются, например, теплопотери через ограждающие конструкции здания, выполненные из разных материалов. Для этого существуют соответствующие Таблицы поправок.

Тем не менее, воспользовавшись одним из методов определения теплоотдачи труб отопления, вы будете иметь общее представление о том, какие трубы и радиаторы отопления вам нужны для дома.

Удачи вам, строители своего теплого настоящего и будущего.

Определение теплоотдачи

Для правильного подбора размера регистров для отопления помещений в соответствии с теплопотерями необходимо знать значение теплоотдачи трубы длиной 1 метр. Эта величина зависит от используемого диаметра и разницы температур теплоносителя и окружающей среды. Температурный напор определяется по формуле:

∆t= 0,5·(t1 + t2) – tк,

где t1 и t2 – температуры на входе в котел и выходе из него соответственно;

tк – температура в отапливаемой комнате.

Быстро определить ориентировочное значение количества тепла, получаемого от регистра, поможет таблица теплоотдачи 1 м стальной трубы. Не смотря на то, что результат получается весьма приближенным, этот метод является самым удобным и не требует проведения сложных расчетов.

Для справки: 1 БТЕ/ час · фут2 ·oF = 5,678 Вт/м2К = 4,882 ккал/час· м2 ·oC.

Таблица показывает, какой будет теплоотдача стальных труб в воздушной среде при некоторых температурных перепадах. Для промежуточных значений разницы температур выполняются расчеты путем интерполяции.

Для более точного определения количества тепла, которое дает стальная труба, следует пользоваться классической формулой:

Q=K ·F · ∆t,

где: Q – теплоотдача, Вт;

K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 · 0С);

F – площадь поверхности, м2;

∆t – температурный напор, 0С.

Принцип определения ∆t был описан выше, а значение F находится по простой геометрической формуле для поверхности цилиндра: F = π·d·l,

где π = 3,14, а d и l – диаметр и длина трубы соответственно, м.

При расчете участка длиной 1 м формула приобретает вид Q = 3,14·K·d·∆t.

На заметку: при определении теплоотдачи одиночной трубы достаточно подставить справочное значение коэффициента теплообмена для стали при передаче тепла от воды к воздуху, которое составляет 11,3 Вт/(м2 · 0С). Для отопительного прибора значение К зависит не только от материала, из которого изготовлены трубы, но также от их диаметра и количества ниток, так как они влияют друг на друга.

Средние значения коэффициентов теплопередачи для самых популярных типов нагревательных приборов приведены в таблице.

Важно! Подставляя значения в формулы необходимо внимательно следить за единицами измерения. Все величины должны иметь размерности, которые согласовываются между собой

Так, коэффициент теплопередачи, найденный в ккал/(час· м2 ·0С) необходимо перевести в Вт/(м2·0С), учитывая, что 1 ккал/час = 1,163 Вт.

Безусловно, таблица теплоотдачи стальных труб позволяет получить результат более быстро, чем расчет по формулам, но если важна точность, придется немного повозиться.

Чтобы определить необходимый размер регистра, требуемую тепловую мощность нужно разделить на теплоотдачу 1 метра с округлением в большую сторону к ближайшему целому числу. Для ориентира можно взять средние данные для утепленного помещения высотой до 3 м: 1 м регистра при диаметре 60 мм способен обогреть 1 м2 помещения.

На заметку: Как видно из таблицы, коэффициент К для стальных труб может меняться от 8 до 12,5 ккал/(час· м2 · 0С). Увеличение диаметров и количества ниток приводит к уменьшению эффективности передачи тепла. В связи с этим для увеличения теплоотдачи регистра следует отдавать предпочтение увеличению длины элементов.

Необходимо учитывать также, что трубы больших размеров требуют повышенного объема воды в системе, что создает дополнительную нагрузку на котел. Рекомендуемое расстояние между нитками равно равняться диаметру труб плюс еще 50 мм.

Если система заполняется не водой, а незамерзающей жидкостью, то это существенно влияет на теплоотдачу регистра и требует увеличения его размеров после проведения дополнительных расчетов. Это особенно актуально при использовании приборов с ТЭНами и маслом в виде теплоносителя.

Стальной трубопровод является довольно прочным, долговечным изделием с хорошей теплоотдачей. Регистры из гладких труб могут иметь различные конфигурации, очень удобны в уходе и не требуют периодической промывки. Это позволяет им успешно конкурировать с легкими биметаллическими и алюминиевыми отопительными приборами, а также с традиционными «неубиваемыми» чугунными радиаторами.

Водогазопроводные трубы получили широкое распространение в наружных тепловых сетях при открытой прокладке благодаря высокой жесткости и износоустойчивости. Целесообразность использования стальных труб для отопления помещений определяется условиями эксплуатации, финансовыми возможностями и эстетическим вкусом хозяев. Применение регистров наиболее оправдано в производственных и технических помещениях, но и в других случаях у них найдутся свои преимущества.

Автор (Эксперт Сайта): Ирина Чернецкая

Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия

Посчитать теплоотдачу 1 м. трубы, выполненной из стали, просто. У нас есть формула, осталось подставить значения.

Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.

• К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
• F = 10 м 2 , площадь трубы;
• dT = 60° С, температурный напор.

Об этом стоит помнить

Хотите сделать систему отопления грамотно? Не стоит подбирать трубы на глазок. Расчёты теплоотдачи помогут оптимизировать траты на строительство. При этом можно получить хорошую отопительную систему, которая прослужит долгие годы.

Теплопроводность стали достаточно высока – это закон физики, и спорить с ним нельзя. Зато можно обратить это свойство металла на пользу. Именно такая теплоотдача позволяет использовать сталь в производстве различных приспособлений для обогрева помещений.

Цифры и формулы

Обе этих категории — расчет отопительных приборов и расчет потерь тепла по пути к ним — сводится к одному: нам нужно знать, сколько тепла отдает стальная труба при заданной температуре воды в ней и воздуха снаружи. Дополнительным условием является наличие или отсутствие теплоизоляции.

Весь расчет теплоотдачи стальных труб выглядит так: Q=K*F*dT, где:

Q — теплоотдача трубы в килокалориях;

K — коэффициент теплопроводности стальной трубы, зависящий, кроме материала, от диаметра трубы, разницы температур между теплоносителем и воздухом и количества ниток отопительного прибора;

F — площадь поверхности трубы или труб;

dT — температурный напор, который равен половине суммы температур на входе трубы и на выходе минус температура внутри помещения.

Коэффициент варьируется от 8 до 12,5 в зависимости от:

• Диаметра трубы;
• Количества ниток трубы в регистре (в случае отопительного прибора);
• Температурного напора.

В случае теплоизолированной трубы результат умножается на КПД теплоизоляции, то есть на количество процентов тепла, которое она пропускает в окружающее пространство.

Так, возьмем регистр в три нитки из трубы-сотки длиной в один метр. Температуру в комнате берем равной 20 С; при прохождении через регистр температура теплоносителя падает с 81 до 79 С.

Помните, как рассчитывается поверхность цилиндра? S=2 πrh, длина окружности на высоту. Площадью перемычек и торцов в этом случае смело можно пренебречь.

Общая площадь каждой трубы регистра у нас окажется равной 2*3,1415*0,05*1=0,31415 м2. Таких трубы три; суммарная их площадь будет чуть меньше квадратного метра.

Далее: dT в нашем случае равен (79+81)/2-20=60. Коэффициент К для трехтрубного регистра с диаметром трубы 100 мм и температурного напора 60 С берется равным 9,0. Итак: Q=9*1*60.

Наш регистр оставит в помещении всего-то 540 килокалорий тепла.

Теплоотдача регистров отопления(скачать калькулятор)

Регистр отопления из четырех гладких труб и схема движения теплоносителя показаны на рисунке, представленном ниже.

Включаем компьютер, MS Office и начинаем расчет в Excel.

Исходные данные:

Исходных данных не много, они понятны и просты.

1.

Диаметр труб
D
в мм заносим

в ячейку D3: 108,0

2.

Длину регистра (одной трубы)
L
в м записываем

в ячейку D4: 1,250

3.

Количество труб в регистре
N
в штуках пишем

в ячейку D5: 4

4.

Температуру воды на «подаче»
tп
в °C заносим

в ячейку D6: 85

5.

Температуру воды на «обратке»
tо
в °C пишем

в ячейку D7: 60

6.

Температуру воздуха в помещении
tв
в °C вводим

в ячейку D8: 18

7.

Вид наружной поверхности труб выбираем из выпадающего списка

в объединенных ячейках C9D9E9: «При теоретическом расчете»

8.

Постоянную Стефана-Больцмана
C0
в Вт/(м2*К4) заносим

в ячейку D10: 0,00000005669

9.

Значение ускорения свободного падения
g
в м/с2 вписываем

в ячейку D11: 9,80665

Меняя исходные данные можно смоделировать любую «температурную ситуацию» для любого типоразмера регистра отопления!

Теплоотдача просто одиночной горизонтальной трубы также может легко быть посчитанной по этой программе! Для этого достаточно указать количество труб в регистре отопления равное единице (N=1).

Результаты расчетов:

10.

Степень черноты излучающих поверхностей труб
ε
автоматическиопределяется по выбранному виду наружной поверхности

в ячейке D13: =ИНДЕКС(H5:H31;G2) =0,810

В базе данных, расположенной на одном листе с программой расчета, для выбора представлены 27 видов наружных поверхностей труб и их степени черноты. (Смотри в файле для скачивания в конце статьи.)

11.

Среднюю температуру стенок труб
tст
в °C вычисляем

в ячейке D14: =(D6+D7)/2 =72,5

tст=(tп+tо)/2

12.

Температурный напор
dt
в °C рассчитываем

в ячейке D15: =D14-D8 =54,5

dt=tст— tв

13.

Коэффициент объемного расширения воздуха
β
в 1/K определяем

в ячейке D16: =1/(D8+273) =0,003436

β=1/(tв+273)

14.

Кинематическую вязкость воздуха
ν
в м2/с вычисляем

в ячейке D17: =0,0000000001192*D8^2+0,000000086895*D8+0,000013306 =0,00001491

ν=0,0000000001192*tв2+0,000000086895*tв+0,000013306

15.

Критерий Прандтля
Pr
определяем

в ячейке D18: =0,00000073*D8^2-0,00028085*D8+0,70934 =0,7045

Pr=0,00000073*tв2-0,00028085*tв +0,70934

16.

Коэффициент теплопроводности воздуха
λ
рассчитываем

в ячейке D19: =-0,000000022042*D8^2+0,0000793717*D8+0,0243834 =0,02580

λ

=-0,000000022042*
tв2+0,0000793717*tв+0,0243834
17.

Площадь теплоотдающих поверхностей труб регистра
A
в м2 определяем

в ячейке D20: =ПИ()*D3/1000*D4*D5 =1,6965

A=π*(D/1000)*L*N

18.

Тепловой поток излучения с поверхностей труб регистра отопления
Qи
в Вт вычисляем

в ячейке D21: =D10*D13*D20*((D14+273)^4- (D8+273)^4)*0,93^(D5-1) =444

Qи=C0*ε*A*((tст+273)4— (tв+273)4)*0,93(N-1)

19.

Коэффициент теплоотдачи при излучении
αи
в Вт/(м2*К) рассчитываем

в ячейке D22: =D21/(D15*D20) =4,8

αи=Qи/(dt*A)

20.

Критерий Грасгофа
Gr
вычисляем

в ячейке D23: =D11*D16*(D3/1000)^3*D15/D17^2 =10410000

Gr=g*β*(D/1000)3*dt/ν2

21.

Критерий Нуссельта
Nu
находим

в ячейке D24: =0,5*(D23*D18)^0,25 =26,0194

Nu=0,5*(Gr*Pr)0,25

22.

Конвективную составляющую теплового потока
Qк
в Вт вычисляем

в ячейке D25: =D26*D20*D15 =462

Qк=αк*A*dt

23.

А коэффициент теплоотдачи при конвекции
αк
в Вт/(м2*К) определяем соответственно

в ячейке D26: =D24*D19/(D3/1000)*0,93^(D5-1) =5,0

αк=Nu*λ/(D/1000)*0,93(N-1)

24.

Полную мощность теплового потока регистра отопления
Q
в Вт и Ккал/час считаем соответственно

в ячейке D27: =(D21+D25)/1000 =0,906

Q=(Qи+Qк)/1000

и в ячейке D28: =D27*0,85985 =0,779

Q’=Q*0,85985

25.

Коэффициент теплоотдачи от поверхностей регистра отопления воздуху
α
в Вт/(м2*К) и Ккал/(час*м2*К) находим соответственно

в ячейке D29: =D22+D26 =9,8

α=αи+αк

и в ячейке D30: =D29*0,85985 =8,4

α’=α*0,85985

На этом расчет в Excel завершен. Теплоотдача регистра отопления из труб найдена!

Расчеты многократно подтверждены практикой!

Изготовление батареи отопления из профильной трубы

Радиатор отопления является таким устройством, которое могут изготовить не только промышленные компании, но и хозяева домов, включая новичков в этом деле. Правда, последним придется потратить немало времени.Наиболее просто изготавливать батарею из профильной трубы с квадратной или прямоугольной формой в разрезе. Это потому, что она не крутится, и ее легко зафиксировать, что позволяет сосредоточиться на выполнении всех сварочных работ и работ, связанных с резкой металла.

Устройство радиатора отопления из трубы профильной является таковым:

• 3 горизонтальные трубы;
• 4 вертикальные перемычки;
• 6 заглушек;
• приваренные к концам верхней и нижней трубы муфточки с внутренней резьбой.

Вертикальные перемычки размещаются у концов труб и позволяют воде попадать с верхней трубы в нижнюю.

Как устанавливают

Вариантов установки два: навесить на стену или поставить на стойку. Выбор зависит от габаритов и массы полученной конструкции, а также от типа стен.

Достаточно часто делают комбинированную установку: варят стойки, которые затем крепят к стене. Таким способом можно установить даже очень массивные регистры. Также такой вариант установки обеспечивает высокий уровень безопасности.

Каждый такой отопительный прибор в верхней точке должен иметь воздухоотводчик. Он нужен для стравливания воздуха из системы.

Виды отопительных систем и принцип регулировки радиаторов

Ручка с клапаном

Чтобы правильно провести регулировку температуры радиаторов, нужно знать общее устройство системы отопления и разводку труб теплоносителя.

В случае индивидуального отопления, регулировка проходит легче, когда:

1. Система запитана от мощного котла.
2. Каждая батарея обустроена трехходовым краном.
3. Смонтирована принудительная прокачка теплоносителя.

На этапе монтажных работ индивидуального отопления необходимо учесть минимальное количество изгибов в системе. Это нужно для того, чтобы уменьшить потери тепла и не снизить давление теплоносителя, подаваемого на радиаторы.

Для равномерного прогрева и рационального использования тепла, на каждой батарее монтируется вентиль. С ним можно уменьшить подачу воды или отключить ее от общей системы отопления в неиспользуемом помещении.

• В системе центрального отопления многоэтажных домов, обустроенных подачей теплоносителя по трубопроводу сверху вниз вертикально, отрегулировать радиаторы невозможно. При таком раскладе верхние этажи открывают окна из-за жары, а в помещениях нижних этажей холодно, так как там батареи еле теплые.
• Более совершенная однотрубная сеть. Здесь теплоноситель подается на каждую батарею с последующим возвращением его на центральный стояк. Поэтому заметной разницы температур в квартирах верхних и нижних этажей этих домов нет. При этом подающая труба каждого радиатора обустраивается регулирующим клапаном.
• Двухтрубная система, где монтируются два стояка, обеспечивает подачу теплоносителя на радиатор отопления и обратно. Для увеличения или уменьшения потока теплоносителя каждая батарея обустраивается отдельным клапаном с терморегулятором ручного или автоматического управления.

Простые способы повышения теплоотдачи радиаторов

Улучшаем циркуляцию воздуха. Батареи передают тепло воздуху, который, нагреваясь, поднимается , а затем, охлаждаясь, опускается вниз. Так происходит циркуляция воздуха, и в помещении становится тепло настолько, насколько это позволяет теплоотдача батареи и скорость воздушного потока. Поэтому для того, чтобы повысить температуру внутри помещения, прежде всего, нужно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха. Для этого следует по максимуму освободить пространство вокруг батареи: убрать защитный экран, поднять шторы, отодвинуть мебель и так далее.

Ускоряем циркуляцию воздуха с помощью вентилятора. Чем быстрее движется воздух, тем больше тепловой энергии он может забрать от батареи. В самые холодные дни можно включать вентилятор, направляя его в центр батареи для захвата как можно большей площади. Для обеспечения автономности подобной системы и обеспечения бесшумности ее работы, можно разместить компьютерные вентиляторы. Они тихие, маломощные, а также при размещении непосредственно под батареей не нарушают естественное направление движения воздуха в помещении. Вентиляторы позволят поднять температуру в помещении на 3-10 градусов, а их небольшой расход дает возможность без существенно ущерба для своего кошелька обдувать батарею круглую зиму. Посчитайте сами: мощность обычных вентиляторов – около 40 Ватт, компьютерных – не более 5. Итого расход: 40 * 24 (часа) * 30 (дней) = 29 Киловатт = около 95 рублей в месяц. В случае компьютерных еще меньше – около 23 руб./мес. при подключении сразу 2-х.

Устанавливаем теплоотражающий экран. Тепло от батареи исходит во всех направлениях, и для того, чтобы не отапливать стены, но направить тепловую энергию в помещение, нужно установить теплоотражающий экран за батарею. Для этих целей можно использовать фольгоизолон (вспененная основа с фольгой на одной стороне), приклеив его к очищенной стене за батареей любым подходящим средством (плиточный клей, универсальный клей 88, силикон и др.). В идеале площадь теплоотражающего экрана должна быть больше площади батареи.

Если батарея у холодная нужно спустить воздух. Для этого нужно открутить обычный или кран «Маевского» у батареи.

Не будет лишним держать под клапаном емкость или полотенце, потому что, как только выйдет воздух, тонкой струйкой польется вода. Как только это произойдет, клапан можно закрыть. Процедуру следует повторить для каждой батареи в доме.

Элементарный расчет отопительного регистра

Если у покупной батареи уровень теплоотдачи можно узнать из ее паспорта, то в случае с самодельными нагревателями все приходится рассчитывать самому. Иначе эффективно и равномерно прогреть помещение не получится.

Подсчет необходимой мощности радиатора для обогрева помещения

Для расчета пользуются формулами, может, и несложными, но требующими определенных математических навыков. Еще вариант – онлайн-калькуляторы, которых сейчас более чем достаточно в сети. Строго говоря, тема довольно обширна и заслуживает отдельной статьи, поэтому воспользуемся простыми способами подсчета

В любом случае, этому вопросу стоит уделить пристальное внимание, иначе ваши домашние будут жаловаться, что батареи плохо греют и в комнате холодно

Упрощенная методика вычисления необходимой тепловой энергии заключается в подсчете площади обогрева с последующим умножением на 100. Почему так? Потому что для комфортного проживания на квадратный метр нужно 100 Вт тепла. Чтобы быть точнее в расчетах, учтем количество оконных проемов и стен:

• Помещение с одним окном и одной внешней стеной – 100 Вт на 1 м² площади.
• Помещение с одним окном и двумя наружными стенами – 120 Вт на 1 м².
• Помещение с двумя окнами и двумя внешними стенами – 130 Вт на 1 м².

Простой расчет тепловой мощности радиатора из стальных труб

Зная, к чему стремиться, остается подобрать конструкцию отопительного прибора, которая удовлетворяла бы вашим потребностям. Как это выполнить?

Есть элементарное решение – воспользоваться таблицей. В ней уже рассчитаны показатели теплоотдачи трубного проката. В значениях учитывается температурный режим, при котором на подаче температура теплоносителя составляет +90℃, а на обратке +20℃.

Итак, нижеприведенная таблица позволяет узнать тепловую мощность одного погонного метра трубы регистра на квадратный метр отапливаемой площади.

Какие еще величины нужно знать?

Итак, с вариантом определились – осталось составить чертеж. На этом этапе часто забывают такой параметр как расстояние от секции до секции – h.

При сборке радиатора змеевикового типа из стальных труб эта величина определяется габаритами используемых отводов

Здесь стоит уделить внимание значению F – это так называемая высота отвода. Без сомнений, межсекционное расстояние здесь будет выражено формулой:

h = 2F-D

Если решено собирать простой секционный радиатор, то промежуток между трубами может задаваться самостоятельно, но с одним условием:

H = D+50 мм

Такой же принцип и при работе с профильным прокатом, только вместо диаметра ставят высоту квадратного или прямоугольного профиля. Разумеется, при этом учитываются конструктивные особенности прибора.

Как выполнить расчёт необходимого диаметра труб отопления

Начиная расчет диаметра трубы для отопления жилого помещения, следует учесть ещё один важный параметр. Это – тепловая нагрузка. В соответствии со стандартами, комфортные условия для проживания в помещении при высоте потолка в 2,5 м обеспечивают 0,1 кВт тепловой мощности, приходящихся на 1 м2 его площади. Следовательно, можно очень легко подсчитать, сколько же потребуется тепла для обогрева, например, комнаты в 20 м2:

20 * 0,1 = 2,0 (кВт).

В соответствии с таблицей подбирается диаметр труб, способных обеспечить комфортное тепло. В нашем примере, согласно представленной таблице, для того, чтобы в комнате всегда было тепло, вполне подойдут трубы внутренним диаметром в 1/2 дюйма.

Тепловая нагрузка и расход теплоносителя для труб отопления различного диаметра

Расчетные показатели

Чтобы вычислить мощность отопительного оборудования, а также выяснить масштаб теплопотерь при транспортировке теплоносителя, необходимо будет выполнить теплосъем с трубы при определенных показателях температуры жидкости внутри нее и воздуха снаружи. Теплоизоляционный слой служит дополнительным параметром.

Формула для расчета теплоотдачи трубы из стали выглядит так:

Q=K×F×dT, в которой:

Q – искомый результат теплоотдачи стальной трубы в килокалориях;

K – коэффициент теплопроводности. Он зависит от материала трубы, ее сечения, числа контуров отопительного оборудования, а также расхождения в температурах между внешним воздухом и теплоносителем;

F – общая площадь поверхности трубы или нескольких труб в приборе;

dT – напор температуры, то есть ½ суммарной температуры жидкости на входе и выходе из трубы за вычетом температуры воздуха в помещении.

Если трубы дополнительно обернуты слоем теплоизоляции, то ее КПД в процентном выражении (количество пропускаемого сквозь нее тепла) умножают на полученный показатель теплоотдачи.

Для примера рассчитаем теплоотдачу регистра из трех труб сечением 100 мм, длиной 1 м. В помещении температура равна 20 ℃, а теплоноситель при прохождении сквозь трубу остывает с 81 до 79 ℃.

Согласно формуле S=2пиrh рассчитываем площадь поверхности цилиндра:

S= 2×3,1415×0,05×1=0,31415 м 2 . Если трубы три, то их общая площадь составит 0,31415×3 = 0,94245 м 2 .

Показатель dT = (79+81):2-20 = 60.

Значение K для регистра из трех труб с температурным напором 60 и сечением 1 метр принимаем равным 9. Следовательно, Q=9×1×60 = 540. То есть теплоотдача регистра будет равна 540 ккал.

Таким образом, мы рассмотрели понятия теплоотдачи, а также способы минимизации теплопотерь стальной трубы для тех или иных случаев. Ничего очень сложного в этом нет. Главное, подойти к вопросу ответственно.

Теплоотдачей называется теплообмен между двумя средами, разделенными поверхностью. Интенсивность ее характеризуется с помощью коэффициента. При монтаже теплотрассы должна учитываться проблема энергосбережения. Поэтому старые теплотрассы меняются на новые, в которых используются трубы, оснащенные теплоизоляцией, позволяющей снизить потери тепла почти на 80%.

В быту необходимость определить коэффициент теплоотдачи возникает в двух ситуациях:

• если нужно рассчитать нагревательные приборы;
• если требуется оценить потери тепла в трубопроводе.

Как в первом, так и во втором случае нужно определить, сколько тепла отдает пространству труба стальная для теплотрассы, если известна температура теплоносителя и температура среды. Дополнительный параметр – отсутствие или наличие теплоизоляции.

Зачем определяется коэффициент теплоотдачи

Обустраивая отопительную систему, где трубы из металла используются в качестве каналов для подачи теплоносителя и обогревательных элементов, показатель теплоотдачи является одним из параметров, необходимых при создании проекта, в котором нужно учесть:

• оптимальные размеры и количество нагревательных приборов;
• мощность котельного оборудования;
• возможные теплопотери в процессе транспортировки теплоносителя;
• размер конструкций из труб.

Коэффициент отдачи тепла — это величина, полученная в результате расчетов, характеризующая интенсивность теплообмена трубопровода с окружающей средой. Усредненная удельная теплопроводность каналов стали определяется как 74 Вт/метр, умноженные на К — коэффициент теплоотдачи.

Более точные вычисления должны учитывать и такие показатели, как:

• площадь поверхности, участвующей в теплообмене;
• форма труб;
• вид и цвет покрытия;
• свойства материала теплоизоляции, используемой в отопительной системе;
• климатические условия;
• скорость движения и температура носителя.

Регистры

Самая простая конструкция радиаторов отопления – регистры. Это заваренные с торцов трубы среднего или большого диаметра, одиночные или соединенные в секции трубками-перемычками. Их можно увидеть в подъездах, на промышленных объектах или в частных домах с индивидуальным отоплением.

Стальные трубопроводы считаются традиционными для устройства систем водоснабжения, водоотведения и подземной подачи газа

Чтобы повысить их тепловую мощность используют метод увеличения площади – наваривают тонкие металлические пластины. Это улучшает теплоотдачу батареи почти в полтора раза. Примерно такой же теплопередачей обладают компактные радиаторы – ближайшие родственницы чугунных батарей-гармошек. Хотя до панельных биметаллических приборов им, конечно, далеко.

Чтобы теплоотдача радиаторов отопления была максимальной, используют простой и незатратный метод конвекции. Этот способ заключается в правильном навешивании прибора. Его устанавливают как можно ближе к полу, где скапливается холодный воздух, но оставляют необходимые для циркуляции зазоры, в том числе и у самой стены.

При таком монтаже секции батареи соприкасаются со средой, имеющей минимально возможную в данных условиях температуру, то есть увеличивается тепловой напор. А нагретый регистрами воздух благодаря оставленным зазорам беспрепятственно поднимается вверх, и помещение протапливается быстрее.

Отличный метод – увеличить площадь передающей тепло поверхности. Делают это разными способами:

1. Наращиванием общей длины нагревательных труб путем формирования из них U-образных регистров.
2. Оребрением – строго говоря, этот способ увеличивает не конкретно теплопроводность стальной трубы, а всего радиатора, но мощность возрастает на 50%.
3. Увеличением количества секций.

Лучшей теплоотдачей обладают поверхности черного цвета, но далеко не в каждый интерьер впишется такая мрачная батарея, отчего этот способ и не нашел применения. Регистры традиционно продолжают окрашивать в белый цвет.

Виды регистров

Самый распространенный вид — регистры из гладких труб, и чаще всего — стальных электросварных. Диаметры — от 32 мм до 100 мм, иногда до 150 мм. Их делают двух типов — змеевидные и регистровые. Причем регистровые могут иметь два типа соединения: нитка и колонка. Нитка — это когда перемычки, по которым из одной трубы в другую перетекает теплоноситель, установлены то справа, то слева. Получается, что теплоноситель последовательно оббегает все трубы, то есть соединение последовательное. При соединении типа «колонка» все горизонтальные участки соединены между собой с обоих концов. В этом случае движение теплоносителя параллельное.

Типы регистров из гладких труб

Любой тип регистров может использоваться для любого типа системы: с однотрубной и двухтрубной разводкой, с вертикальным и горизонтальным типом подачи. При любой системе большая теплоотдача будет при подключении подачи в верхний патрубок.

В случае использования в системах с естественной циркуляцией требуется соблюдать небольшой уклон в сторону движения теплоносителя порядка 0,5 см на один метр трубы. Такой маленький уклон объясняется большим диаметром (малым гидравлическим сопротивлением).

Это змеевидный регистр отопления

Делают эти изделия не только их круглых, но и из квадратных труб. Они практически ничем не отличаются, только работать с ними сложнее, да гидравлическое сопротивление чуть больше. Но к плюсам такого исполнения можно отнести более компактные размеры при том же объеме теплоносителя.

Регистры из квадратных труб

Есть еще регистры из труб с оребрением. В таком случае увеличивается площадь соприкосновения металла с воздухом, и теплоотдача повышается. Собственно, до сих пор в некоторых бюджетных новостройках строители ставят именно такие отопительные приборы: всем известная «труба с оребрением». При не самом лучшем внешнем виде они неплохо греют помещения.

Регистр с пластинами будет иметь теплоотдачу намного выше

Если любой регситр вставить ТЭН, можно получить комбинированный отопительный прибор. Он может быть отдельным, не связанным с системой, или использоваться как дополнительный источник тепла. Если радиатор будет изолированным с нагревом только от ТЭНа, необходимо в верхней точке поставить расширительный бачек (10% от общего объема теплоносителя). При нагреве от бытового котла расширительный бачок, как правило, встроен в конструкцию. Если его нет (часто бывает в твердотопливных котлах), то и в этом случае необходима установка расширительного бачка. Если материал для регистров сталь, то бачок нужен закртыого типа.

Возможные ошибки в установке

Во избежание каких-либо трудностей технического характера после установки, необходимо предусмотреть распространенные ошибки, которые часто допускаются в работе. Так, если установить батареи менее чем в 7 сантиметрах от поверхности пола, то в будущем мы столкнемся со сложностью не только проведения уборки под ними, но также с теплообменом в помещении. И напротив, если установить батареи выше, чем в 15 сантиметрах, то, скорее всего, будут иметь место значительные температурные перепады.

Помимо этого, отдача тепла может ухудшиться, если установить радиатор впритык к стене. Также не забываем, что не стоит закрывать самодельные радиаторы отопления из труб декоративными решетками – это приведет к снижению их мощности.

Замена батарей

Если радиаторы требуется заменить, то к работе желательно приступать в теплое время года. Дело в том, что отопление в этот период отключено, поэтому демонтаж/установку можно будет провести без каких-либо трудностей. Зачастую замена требуется в случае износа оборудования или, как вариант, если необходимо уменьшить кол-во секций. К слову, к замене подготавливаем не только батареи, но и поверхности стен, находящиеся за ними.

Обратите внимание! Шпаклюем, выравниваем и красим стены еще перед монтажом, так как после него, как уже отмечалось выше, сделать это не удастся. Видео – Замена радиаторов

Видео – Замена радиаторов

Сравнение видов батарей отопления — ищем лучший

Ранее мы делали обзор и сравнивали различные виды радиаторов отопления, тем самым выявляя их положительные и отрицательные стороны, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией

Как улучшить показатели теплоотдачи

Если в вашем жилище прохладно, прежде чем искать возможности как увеличить теплоотдачу трубы, устраните возможные проблемы, затрудняющие теплообмен, в частности убедитесь в отсутствии:

• воздушных пробок;
• засоров и накипи;
• недостаточного воздухообмена из-за мебели, отделки или декоративных коробов;
• многослойного лакокрасочного покрытия;
• наружных загрязнений отопительных приборов.

Если после устранения препятствий проблема все еще остается актуальной, займитесь изучением вопроса, как увеличить теплоотдачу трубы отопления. Сделать это можно несколькими способами:

1. Улучшить конвекцию воздуха. Для этого достаточно освободить пространство у отопительных элементов. Активная циркуляция воздуха позволит существенно увеличить теплообмен.
2. Установка конвекторной системы для принудительной циркуляции воздуха и самодельное оребрение труб.
3. Обустройство экранов, отражающих тепловую энергию внутрь помещения. Лист фольги или фольгированной изоляции, закрепленной на стене за радиатором, способствует снижению потерь тепла.
4. Врезка дополнительных регистров в систему отопления.
5. Окраска труб в темный цвет.

Все эти методы в той или иной степени способствуют улучшению системы отопления и повышению ее эффективности.

Увеличение теплоотдачи.

Для эффективного увеличения показателя излучаемого тепла, есть много способов:

• установка конвектора;
• покраска труб черной краской;
• установка регистра;
• дополнительные секции батареи.

Конвектор представляет собой изогнутую трубу с металлическими пластинами. Изготовить его можно самостоятельно или купить в магазине более современный аналог.

Применение матовой черной краски для окрашивания поверхности теплоносителя тоже дает неплохой результат. Эстетически это выглядит не очень привлекательно, но если речь идет о комфорте, то приходится выбирать.

Еще одной недорогой и достаточно популярной конструкцией является регистр. Это несколько соединенных между собой широких труб с заваренными срезами. К ним также относятся полотенцесушители, радиаторы, магистральные линии и даже обыкновенную стальную трубу, закрепленную по всему периметру комнаты.

Достоинства и недостатки

К достоинствам можно отнести простую конструкцию и несложный расчет, доступность материалов. Все это вместе позволяет делать регистры для отопления своими руками.

Следующий положительный момент — большая часть тепла передается при помощи лучистой энергии, а она воспринимается человеком, как более приятная.

Отопительные регистры обычно стоят в подсобных, производственных, вспомогательных помещениях

Следующий плюс — гладкая поверхность, что обеспечивает легкую уборку.

Отличное качество — совместимость с любыми системами — и с естественной и с принудительной циркуляцией.

Минусы тоже имеются: небольшая теплоотдача, подверженность коррозии, не самый привлекательный внешний вид, необходимость регулярной окраски (как выбрать краску читайте тут).

Производим расчёт

Формула, по которой считается теплоотдача следующая:

Q = K*F*dT, где

• К – коэффициент теплопроводности стали;
• Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
• F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м 2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.

Коэффициент теплопроводности K выбирается с учётом площади изделия. Зависит его величина и от количества ниток, проложенных в помещениях. В среднем величина коэффициента лежит в пределах 8-12,5.

dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.

dT = (0,5*(T 1 + T 2)) — T к

Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.

Как оптимизировать теплоотдачу стальной трубы?

В процессе проектирования перед специалистами встаёт вопрос, как уменьшить или увеличить теплоотдачу 1 м. стальной трубы. Для увеличения требуется изменить инфракрасное излучение в большую сторону. Делается это посредством краски. Красный цвет повышает теплоотдачу. Лучше, если краска матовая.

Расчет

Другой подход – установить оребрение. Оно монтируется снаружи. Это позволит увеличить площадь теплоотдачи.

В каких же случаях требуется параметр уменьшить? Необходимость возникает при оптимизации участка трубопровода, расположенного вне жилой зоны. Тогда специалисты рекомендуют утеплить участок – изолировать его от внешней среды. Делается это посредством пенопласта, специальных оболочек, которые производятся из особого вспененного полиэтилена. Нередко используется и минеральная вата.

Потери тепла через трубы

В городской квартире все просто: и стояки, и подводка к отопительным приборам, и сами приборы находятся в обогреваемом помещении. Какой смысл переживать из-за того, сколько тепла рассеивает стояк, если оно служит той же цели — отоплению?

Однако уже в подъездах многоквартирных домов, в подвалах и в части складских помещений ситуация в корне иная. Обогреть нужно одно помещение, а подвести к нему теплоноситель через другое. Отсюда — попытки минимизировать теплоотдачу труб, по которым горячая вода поступает в батареи.

Теплоизоляция

Самый очевидный способ того, как может быть уменьшена теплоотдача трубы стальной — теплоизоляция этой трубы. Еще двадцать лет назад способов для этого было два: рекомендованный нормативной документацией (утепление стекловатой с обмоткой негорючей тканью; еще раньше внешнюю изоляцию вообще выполняли твердой с использованием гипсового или цементного раствора) и реалистичный: трубы просто заматывались тряпьем.

Сейчас появилась масса вполне адекватных способов ограничить потери тепла: тут и пенопластовые накладки на трубы, и разрезные оболочки из вспененного полиэтилена, и минеральная вата.

При строительстве новых домов эти материалы активно применяются; однако в жилищно-коммунальной системе ограниченность, вежливо говоря, бюджета приводит к тому, что трубы в подвалах по-прежнему просто заматывают сса… гм, рваными тряпками.

Добро пожаловать в двадцать первый век

Теплопотери сквозь трубы

В условиях квартир особого смысла рассчитывать теплоотдачу нержавеющей трубы нет, ведь в данном случае все тепло, отдаваемое стояком и отопительными контурами, будет рассеиваться внутри, обогревая помещение.

А вот если необходимо качественно обогреть подвальные или складские мощности, а теплоноситель к ним должен подаваться из другого места, то в данном случае расчет теплоотдачи трубы будет более чем целесообразен, чтобы можно было сориентироваться, сколько тепла теряется по пути. Тогда можно попробовать поискать способы сократить теплопотери труб с горячей водой.

Использование сшитого полиэтилена для теплого пола

Металлопластик очень удобен в качестве материала для трубопровода, который будет спрятан под вашим полом и должен будет греть ножки вам и вашей семье. Металлопластик многослоен, поэтому он не подвержен или в минимальной степени подвержен коррозии, служит больше пятидесяти лет, трубы имеют большой (от 50 до 500 метров) метраж, кроме того, они обладают малым линейным удлинением при нагревании.

Соединения бывают разъёмные, условно-разъёмные и неразъёмные. К разъёмным фитингам относятся резьбовые и цанговые фитинги; к условно разъёмным – компрессионные, а к неразъёмным – пресс-фитинги. Разумеется, необходимо покупать как сами трубы, так и фитинги только у надёжных и проверенных производителей.

Металлопластиковые трубы для пола имеют множество плюсов, но также у них есть некоторые недостатки. Эти минусы могут оказаться очень существенны, если вы не будете заранее предупреждены о них.

Итак, во-первых, из-за разного коэффициента расширения у полимера и у алюминия может произойти самопроизвольное расширение и/или трубы могут растрескаться (произойдёт явление, которое профессионалы называют расслоением труб). Во-вторых, если вы используете в монтаже резьбовые фитинги, то на их внутренней стороне возможна накипь. Поэтому лучше пользоваться исключительно пресс-фитингами (разумеется, когда это возможно).

Несмотря на ряд существенных недостатков, на сегодняшний день металлопластиковые трубы для нагрева пола – это лучший и наиболее используемый вариант для тех, кому важен уют, долгий срок эксплуатации изделия, а также собственная безопасность и безопасность его семьи. У них хорошая теплопроводность они имеют множественные плюсы.

Какие бывают

Отопительные регистры изготавливают из разного материала, имеют они разную форму. У каждой есть плюсы и минусы.

Из чего делают

Если говорить о материалах, то самый распространенный — сталь, а вернее стальные электросварные трубы. Сталь имеет не самую лучшую теплоотдачу, но это компенсируется невысокой ценой, легкостью в обработке, доступностью и большим выбором типоразмеров.

Совсем редко встречаются сделанные из нержавеющей трубы — для приличной мощности требуется большое количество труб, а сколько стоят изделия из нержавейки, вы имеете представление. Если и делали их, то, наверное, давно. Используют еще «оцинковку», но работать с ней сложнее — варить не получится.

• требуется нейтральный и чистый теплоноситель, без твердых частиц
• в системе нежелательно присутствие других металлов и сплавов, кроме совместимых — бронза, латунь, никель, хром, потому все фитинги и арматуру нужно будет искать из этих материалов;
• обязательно тщательно выполненное заземление — без него при наличии воды начинается процессы электрохимической коррозии;
• мягкость материала требует защиты — нужны кожухи и т.п.

Есть регистры из чугуна. Но они слишком громоздки. К тому же имеют очень большую массу, под них нужно делать не менее массивные стойки. Плюс ко всему чугун отличатся хрупкостью — один удар, и он может расколоться. Получается, что и этот тип регистров нуждается в защитных кожухах, а они снижают теплоотдачу и увеличивают стоимость. Причем устанавливать их — сложная и тяжелая работа. К плюсам можно отнести высокую надежность и химическую нейтральность: этому сплаву все равно, с каким теплоносителем работать.

В общем, медь и чугун — это непросто. Вот и получается, что оптимальный выбор — стальные регистры.